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UDDEHOLM VANCRON® 40
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Esta información se basa en nuestro presente estado de conocimientos y está dirigida a proporcionar información general sobre nuestros productos y su utilización. No deberá por tanto ser tomada como garantía de unas
propiedades específicas de los productos descritos o una garantía para un propósito concreto.
Clasificado de acuerdo con la Directiva 1999/45/EC.
Para más información, consultar nuestras «Hojas informativas de Seguridad del Material».
Edición: 3, 01.2007
SS-EN ISO 9001
SS-EN ISO 14001
UDDEHOLM VANCRON 40
Propiedades críticas del
acero para obtener
Un buen rendimiento del utillaje
En muchas aplicaciones de trabajo en frío, los
utillajes son recubiertos a fin de prevenir en lo
posible las adherencias del material de trabajo
y el desgaste adhesivo en general.
Además es importante contar con la dureza
adecuada para cada aplicación así como tener
suficiente ductilidad y tenacidad a fin de prevenir un fallo prematuro debido a la formación
de melladuras o formación de grietas.
Uddeholm Vancron 40 es un acero pulvimetalúrgico con adición de nitrógeno para trabajo
en frío que ofrece una excelente combinación
de resistencia a las adherencias del material de
trabajo y al desgaste adhesivo en general.
Fabricación del utillaje
•
•
•
•
Mecanibilidad
Tratamiento térmico
Rectificado
Estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico
• Tratamiento de superficie
La fabricación de utillajes con aceros de alta
aleación significa que el mecanizado y el tratamiento térmico son quizás más problemáticos
que cuando comparamos con las calidades de
baja aleación. Ello puede significar un incremento de los costos de fabricación del utillaje.
El proceso de fabricación empleado para
Uddeholm Vancron 40, aporta una mejor aptitud
de mecanizado que la de los aceros similares
fabricados convencionalmente, y que la de
algunos aceros de alta aleación para aplicaciones de trabajo en frío.
La estabilidad dimensional de Uddeholm
Vancron 40 durante el tratamiento térmico es
buena y predecible, comparada con la estabilidad de los aceros de alta aleación de fabricación convencional.
Uddeholm Vancron 40 ha sido diseñado para
ser utilizado sin recubrimientos de superficie
puesto que contiene en la matriz gran cantidad
de nitruros ricos en vanadio de baja fricción.
Aplicaciones
Uddeholm Vancron 40 es una acero para trabajo en frío con un excelente perfil de resistencia
al desgaste adhesivo en general y contra las
adherencias del material de trabajo, lo que hace
que el acero sea ideal en condiciones de producción severas y /o largas series de fabricación, en aplicaciones donde se requiera un
acero para utillajes con recubrimiento de
superficie. El material de trabajo en estos tipos
de aplicaciones es habitualmente blando /
adhesivo como por ejemplo el acero inoxidable austenítico y ferrítico, acero dulce, cobre,
aluminio, etc..
Uddeholm Vancron 40 debería utilizarse en
aplicaciones para trabajo en frío donde el principal mecanismo de fallo sean las adherencias
del material de trabajo o el desgaste adhesivo
en general.
Algunas aplicaciones típicas son:
• Corte y conformado
• Extrusión en frío
• Embutición profunda
• Compactación de polvo
• Una alternativa al recubrimiento de superficie
• Una alternativa al metal duro y Ferro-TiC
(donde se utilizan éstos elementos para prevenir las adherencias del material de trabajo)
Información general
Uddeholm Vancron 40 es un acero aleado al
Cr-Mo-W-V-N para aplicaciones de trabajo en
frío, que se carac-teriza por:
• Muy alta resistencia al desgaste adhesivo
• Muy alta resistencia contra las adherencias
• Buenas resistencia contra las melladuras y
roturas
• Alta resistencia a la compresión
• Buenas propiedades de temple
• Buena estabilidad dimensional durante el
temple
• Muy buena resistencia contra la pérdida de
dureza durante el trabajo
• Buenas propiedades para realizar electroerosión por hilo
Análisis
típico %
C
1,1
N
1,8
Si
0,5
Mn
0,4
Cr
4,5
Mo
3,2
W
3,7
V
8,5
Especificación standard
No tiene
Estado de suministro
Recocido blando a aprox. 300 HB
Código de color
Oro / Azul oscuro
3
UDDEHOLM VANCRON 40
Propiedades
Liberación de tensiones –
Estabilizado
Características físicas
Material templado y revenido a 61 HRC.
Temperatura
20°C
200°C
400°C
Densidad, kg/m
7 700
–
–
Módulo de
elasticidad, MPa
209 000
201 500
195 000
3
Temple
Coeficiente de
expansión térmica
por °C
a partir de 20°C
–
Conductividad
térmica, W/m •°C
–
21 ±2
25 ±0,5
460
–
–
Calor específico
J/kg °C
11,1 x 10–6 11,9 x 10–6
Resistencia a la compresión
En la tabla inferior se muestra la resistencia a la
compresión aproximada frente a la dureza en
HRC.
Dureza
HRC
Una vez realizado el mecanizado de desbaste el
utillaje deberá calentarse en toda su masa a
600–700°C, tiempo de mantenimiento 2 horas.
Enfriar lentamente hasta alcanzar los 500°C,
luego libremente al aire.
Limite de resistencia a la compresión
Rc0,2 (MPa)
58
60
62
64
2200
2500
2700
3000
Energia al impacto sin entalla
La energía al impacto sin entalla para Uddeholm
Vanadis 6, Uddeholm Vancron 40, Uddeholm
Vanadis 10 y W.-Nr. 1.2379 se muestra a continuación.
Energía al impacto sin entalla, J
40
60 HRC
30
La templabilidad de Uddeholm Vancron 40 es
equivalente a la de Uddeholm Vanadis 23, lo que
asegura buenas propiedades de temple al
realizar un enfriamiento en baño de sales o gas
en horno de vacío.
Precalentamiento en dos etapas: 600–650°C y
850–900°C
Temperatura de austenización: 1000–1100°C,
normalmente 1020°C
Tiempo de mantenimiento: 30 minutos (10 minutos a 1100°C).
Proteger el utillaje contra la decarburación y
oxidación durante el proceso de temple.
Uddeholm Vancron 40 puede tratarse térmicamente para aportar una amplia gama de
durezas. Para conseguir una dureza entre 58–
65 HRC la temperatura de austenización
puede varíarse entre el rango de 950–1100°C.
La temperatura de austenización recomendada
es 1020°C con 30 minutos de tiempo de
mantenimiento, seguido por un enfriamiento y
un revenido a 560°C / 3 x 1 h resultando en
una dureza de 60–62 HRC.
A fin de evitar una dureza de trabajo demasiado baja se recomienda austenizar a una
temperatura de temple más alta que la normal,
si la dureza es demasiado alta revenir hasta
alcanzar el nivel de dureza adecuado.
20
Dureza , HRC
66
Temp. de revenido = 560°C / 3 x 1h
64
10
VANADIS 6 VANCRON 40 VANADIS 10
1.2379
62
60
58
Tratamiento térmico
Recocido blando
Proteger el acero y calentar en toda su masa
hasta alcanzar los 900°C. Luego enfriar en el
horno a 10°C por hora hasta alcanzar los
650°C, después dejar enfriar libremente al aire.
4
56
950
1000
1050
Temperatura de austenización °C
1100
UDDEHOLM VANCRON 40
GRAFICO CCT (ENFRIAMIENTO CONTINUO)
Temperatura de austenización 1050°C. Tiempo de mantenimiento 30 minutos.
°C
1100
Austenitizing temperature 1050°C
Holding time 30 min.
1000
900
Ac1
f
= 880°C
800
Ac1
s
= 830°C
Carburos
Carbides
700
Perlita
Pearlite
Curva de
Cooling
Hardness T800–500
Curve
enfriam
(sec)
HV 10 Dureza
No.
600
1
500
2
HV10
1
882
1
882
28
882
2
400
3
Bainita
Bainite
300
200
Martensita
Martensita
Ms
100
1
1
2
10
3
100
1
4
5
1 000
6
10 000
10
1.5
100 000
100
1 000
1
0.2
7
10
10
90
T800–500
seg
N°.
3
882
882
1
28
140
882
140
4 4 882
5 5 882
280
882
280
1390
882
1390
6 6 762
762
3205
3205
7 7 493
493
7320
7320
Seconds
Segundos
Minutos
Minutes
Horas
100 Hours
Refrigeración al aire
Air cooling of
600 de barras
mm
bars, ØØmm
GRAFICO TTT (TRANSFORMACION ISOTERMICA)
Temperatura de austenización 1050°C. Tiempo de mantenimiento 30 minutos.
°C
1100
Austenitizing temperature 1050°C
Holding time 30 min.
1000
900
Ac1
f
= 880°C
800
Ac1
s
= 830°C
Carburos
Carbides
Perlita
Pearlite
Temp. Tiempo Dureza
°C
Horas HV10
700
600
750
725
700
650
600
400
350
300
250
200
500
400
300
Bainite
Bainita
200
100
Martensita
Martensite
1
10
100
1
1 000
10 000
10
100 000
100
1
1 000
10
4,9
1,6
14,1
14,5
63,3
8,1
6,5
7,7
2,0
20,1
354
383
383
433
613
946
657
620
933
858
Segundos
Seconds
Minutos
Minutes
Hours
100 Horas
5
UDDEHOLM VANCRON 40
Medios de enfriamiento
• Horno de vacío con gas a alta velocidad y
suficiente sobrepresión (2–5 bar).
• Baño de martemple, o lecho fluidizado a
550°C.
• Aire forzado / gas
Nota 1: El enfriamiento debe ser continuado
hasta que la temperatura del utillaje alcance
aprox 50°C. El utillaje deberá entonces revenirse inmediatamente.
Nota 2: Para aplicaciones en las que se requiera
una máxima tenacidad utilizar un baño de martemple o horno con sobrepresión suficiente.
Revenido
Para aplicaciones de trabajo en frío, el revenido
debería realizarse siempre a 560°C independientemente de la temperatura de austenización. Revenir tres veces durante una hora a
temperatura completa. Entre los revenidos el
utillaje deberá enfriarse hasta alcanzar la
temperatura ambiente. El contenido de austenita retenida será inferior al 3% después de
este ciclo de revenidos.
Cambios dimensionales
Cambios dimensionales despues de temple y
revenido.
Tratamiento térmico: Austenización entre 950–
1100°C / 30 min, y revenido 3 x 1 h a 560°C
Tamaño de la probeta: 50 x 50 x 50 mm y
100 x 40 x 20 mm
Cambios dimensionales: incremento en largo,
ancho y espesor de +0,04 % a +0,20 %
Inmediatamente después del enfriamiento el
utillaje debe ser tratado sub-cero entre –70 y
–80ºC, tiempo de inmersión de 1–3 horas,
seguido de un revenido.
El tratamiento sub-cero aportará una reducción del contenido de austenita retenida, y ello
a su vez un incremento de dureza de aprox
1 HRC en comparación con los utillajes que no
han sido tratados con el método sub-cero si se
ha utilizado una baja temperatura de revenido.
Para utillajes revenidos a 525ºC el incremento
de dureza será muy pequeño o inexistente y
al hacer referencia a las curvas normales de
revenido, deberá elegirse una temperatura de
revenido unos 25 a 50ºC más baja a fin de
obtener la dureza deseada.
Los utillajes que estén revenidos a alta temperatura, incluso sin un tratamiento sub-cero,
tendrán un bajo contenido en austenita retenida y en la mayoría de los casos, una estabilidad dimensional suficiente. De todas formas
si se requiere una gran estabilidad dimensional
durante el servicio del utillaje es recomendable
utilizar el tratamiento sub-cero en combinación con una alta temperatura de revenido.
Para máximos requisitos en estabilidad
dimensional, se recomienda un enfriamiento
sub-cero en nitrógeno líquido después del
enfriamiento y después de cada revenido.
Tratamientos
de superficie
Los utillajes que requieran la máxima estabilidad dimensional durante el servicio pueden ser
tratados mediante el método sub-cero del
modo siguiente:
Nota: Uddeholm Vancron 40 está diseñado para
ser utilizado sin recubrimientos de superficie,
puesto que contiene gran cantidad de nitrógeno.
A algunos aceros para trabajo en frío se les
aplica una tratamiento de superficie, a fin de
reducir la fricción e incrementar la resistencia
al desgaste. Los tratamientos de superficie más
Desgaste adhesivo.
Adherencia del material de trabajo.
Tratamiento sub-cero
6
UDDEHOLM VANCRON 40
comunes son la nitruración y los tratamientos
de superficie con recubrimientos resistentes al
desgaste con capas de carburo de titanio y
nitruro de titanio ( CVD, PVD).
Normalmente no es necesario recubir éste
acero mediante PVD/CVD o nitruración, si
bien, Uddeholm Vancron 40 puede recubrirse
como el resto de aceros pulvimetalúrgicos.
Propiedades tribologicas
RESULTADOS
Acero /
VANADIS VANADIS VANADIS VANCRON
Recubrimiento
23
6
10
40
superficie
sin
sin
sin
sin
recubri- recubri- recubrirecubrimiento miento
miento
miento
Cantidad
de piezas
fabricadas
Nitruración
Dureza HRC
Se recomienda una breve immersión en un
baño especial de sales a fin de producir una
zona de difusión nitrurada de 2–20 µm. Ello
reduce la fricción en la superficie de los
punzones, aportando además otras ventajas.
Mecanismo
de fallo
PVD
Cantidad de
piezas fabricadas
La deposición física de vapor, PVD, es un
método que consiste en aplicar un recubrimiento resistente al desgaste a temperaturas
entre 200–500°C. Puesto que la calidad de
acero Uddeholm Vancron 40 se reviene a alta
temperatura 560°C, no existe riesgo de
cambios dimensionales durante el proceso de
recubrimiento PVD.
Acero /
Recubrimiento
superficie
Dureza HRC
Mecanismo
de fallo
83 000
800 000 1900 000 >13 000 000
62
64
Adherencia del
material de trabajo
Todavía en
producción
VANADIS 23
Nitruración
en baño de sales PVD TiN
160 000
130 000
CVD
TiC/TiN
2 000 000
62
Adherencia del
material de trabajo
Deslaminación
CVD
La deposición química de vapor (CVD) se
utiliza para aplicar un recubrimiento resistente
al desgaste a una temperatura aproximada de
1000°C. Es recomendable que los utillajes se
templen por separado en un horno de vacío
una vez realizado el tratamiento de superficie.
Resistencia al desgaste
Utillaje de conformado en frío para la fabricación de
una pieza de acero inoxidable para carcasa de bomba.
Gentileza de Grundfos A/S, Dinamarca.
DESGASTE ADHESIVO
Comparación de resistencia al desgaste
adhesivo.
Componente: Fleje para probeta de laboratorio.
Tipo de utillaje: Punzón
Dimensión del utillaje: Ø10 x 40 mm
Material de trabajo: acero inoxidable 18/8
SS 2331 de 1 mm de espesor.
UDDEHOLM
VANADIS 4
Pérdida desgaste, µm2
10000
8000
6000
4000
UDDEHOLM
VANCRON 40
2000
VANADIS 4
VANCRON 40
7
UDDEHOLM VANCRON 40
Recomendaciones
de mecanizado
Fresado
FRESADO FRONTAL Y AXIAL
Los parámetros de corte de los cuales informamos a continuación, deberán considerarse
como valores guía, que deberán adaptarse a las
condiciones locales existentes. La mecanibilidad de Uddeholm Vancron 40 corresponde a
la de Uddeholm Vanadis 23.
Fresado con herramientas
de metal duro
Fresado
de desbaste
Fresado fino
Parámetros de corte
Velocidad de corte (vc)
m/min
80–100
100–120
Avance (fz)
mm/tooth
0,2–0,4
0,1–0,2
2–4
–2
K20*
Carburo
revestido
K15*
Carburo
revestido
o cementado
Profundidad de corte (ap)
mm
Torneado
Parámetros
de corte
Designación ISO
Torneado con herramientas Torneado con
de metal duro
acero rápido
Torneado
Torneado
Torneado
de desbaste de acabado
de acabado
Velocidad de
corte (vc)
m/min
110–160
160–200
20–25
Avance (f)
mm/r
0,2–0,4
0,05–0,2
0,05–0,3
Profundidad de
corte (ap)
mm
Designación
broca ISO
2–4
0,5–2
0,5–3
K20*
Carburo
revestido
K15*
Carburo
revestido
o cementado
–
*Utilizar metal duro recubierto resistente al desgaste Al2O3
* Utilizar metal duro recubierto resistente al desgaste
FRESADO DE ACABADO
Tipo de fresa
Parámetros
de corte
Metal duro
Metal duro
insertado
Acero rápido
Velocidad
de corte (vc)
m/min
45–50
70–90
12–151)
Avance (fz)
mm/diente
0,01–0,22)
0,06–0,22)
0,01–0,32)
Designación
ISO
–
K153)
–
1)
Para fresas de acero rápido con recubrimiento
vc = 20–30 m/min
2)
Dependiendo de la profundidad radial y diámetro de corte
3)
Utilizar una herramienta revestida Al2O3 con resistencia al
desgaste
Taladrado
TALADRADO CON BROCAS ESPIRALES DE
ACERO RAPIDO
Diámetro de la broca
mm
Velocidad de corte, vc
m/min.
Avance, f
mm/r
– 5
5–10
10–15
15–20
12–14*
12–14*
12–14*
12–14*
0,05–0,10
0,10–0,20
0,20–0,25
0,25–0,35
* Para brocas de acero rápido con recubrimiento
vc = 22–24 m/min
TALADRADO CON BROCAS DE METAL DURO
Tipo de broca
Parámetros
de corte
Metal duro
insertado
Metal duro
sólida
Broca con
refrigeración1)
Velocidad
de corte, vc
m/min
140–160
80–100
50–60
0,05–0,152)
0,10–0,252)
0,15–0,252)
Avance, f
mm/r
1)
2)
8
Broca con canales de refrigeración interna
Dependiendo del diámetro de la broca
Rectificado
A continuación ofrecemos unas recomendaciones generales de rectificado. Pueden
obtener más información en la publicación de
Uddeholm «Rectificado de Acero para
Utillajes».
Tipo de rectificado
Estado
recocido blando
Condición
templada
Rectificado frontal
muela plana el
Rectificado frontal
por segmentos
Rectificado cilíndrico
A 46 HV
B151 R50 B31)
A 46 HV
A 36 GV
A 60 KV
Rectificado interno
A 60 JV
Rectificado de perfil
A 100 IV
A 46 GV
B151 R50 B31)
A 60 KV
B151 R75 B31)
A 60 IV
B126 R100 B61)
A 100 JV
1)
Si es posible utilizar muelas CBN para ésta aplicación
UDDEHOLM VANCRON 40
Información adicional
EDM – Mecanizado por
electroerosión
Si se realiza el mecanizado por electroerosión
en condición de temple y revenido, se debe
acabar con una «electroerosión fina», es decir
a baja corriente y alta frecuencia. Para obtener
un rendimiento óptimo, la superficie electroerosionada deberá rectificarse / pulirse, y el
utillaje revenirse de nuevo aproximadamente a
535°C.
Contacte por favor con su oficina local de
Uddeholm para ampliar información sobre la
selección, tratamiento térmico, aplicaciones y
disponibilidad de los aceros para utillajes de
Uddeholm.
Comparación relativa de los aceros
para utillajes de trabajo en frío de Uddeholm
Propiedades del material y resistencia a los mecanismos de fallo
Calidad
Uddeholm
Dureza/
Resistencia
a la deformación plástica
Mecanibilidad
Rectificabilidad
Estabilidad
dimensional
Resistencia al
Desgaste
Desgaste
adhesivo/
abrasivo
Adherencias
Resistencia a la rotura por
Ductilidad/
Tenacidad/
resistencia
grandes
a melladuras
roturas
Acero convencional para trabajo en frío
ARNE
CALMAX
CALDIE (ESR)
RIGOR
SLEIPNER
SVERKER 21
SVERKER 3
Acero pulvimetalúrgico
VANADIS 4 Extra
VANADIS 6
VANADIS 10
VANCRON 40
Acero rápido pulvimetalúrgico
VANADIS 23
VANADIS 30
VANADIS 60
Acero rápido convencional
W. -Nr. 1.3343
9
Una red mundial de alta calidad
Uddeholm está presente en los cinco continentes. Por éste motivo, podrá
encontrar nuestro acero para utillajes y un servicio de asistencia local allí
dónde se encuentre. Assab es nuestra propia subsidiaria y también nuestro
canal de ventas exclusivo, que representa a Uddeholm en diversos lugares
del mundo. Juntos hemos afianzado nuestra posición de liderazgo mundial en
el suministro de material para utillajes.
www.assab.com
www.uddeholm.com
HAGFORS KLARTEXT U070102.300 / TRYCKERI KNAPPEN, KARLSTAD 200701051
H PERFORMANCE DUCTILITY TOUGHNESS STRENGTH INNOVATION KNOWLEDGE UNDERSTANDING MACHINABILITY TRUST I
PARTNERSHIP HARDNESS WORLDWIDE PRESENCE LONG DURABILITY RELIABILITY RESULTS SOLVING PROBLEMS AUTOMO
CHINABILITY TRUST IS SOMETHING YOU EARN, EVERY DAY LONG LASTING TOOLS TOTAL ECONOMY THE WORLD’S LEADING S U
BLEMS AUTOMOTIVE A NEW WAY OF THINKING HIGH PERFORMANCE DUCTILITY TOUGHNESS STRENGTH INNOVATION KN O
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CE LONG LASTING TOOLS GLOBAL COMMITMENT TOTAL ECONOMY THE WORLD’S LEADING SUPPLIER OF TOOLING MATERIAL
Uddeholm es el primer
proveedor
mundial de material
para utillajes.
Hemos logradoKNOWLEDGE UNDERSTANDING
W WAY OF THINKING HIGH PERFORMANCE
DUCTILITY
TOUGHNESS
STRENGTH
INNOVATION
esta posición
con el trabajoPARTNERSHIP
diario para nuestros
clientes. Gracias
a nuestra larga
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MATERIALS
HARDNESS
NETWORK
OF EXELLENCE WORLDWIDE PRESEN
CTILITY TOUGHNESS STRENGTH
INNOVATION
KNOWLEDGE
UNDERSTANDING
MACHINABILITY
tradición,
en la investigación
y en desarrollo
de productos, Uddeholm
es una compa- TRUST IS SOMETHING YOU EA
DUCTILITY TOUGHNESS STRENGTH INNOVATION KNOWLEDGE UNDERSTANDING MACHINABILITY TRUST IS SOMETHING YOU
ñía equipada para hacer frente a cualquier problema que se presente relacionado con
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el utillaje.DAY
Esta labor
presenta
grandes
retos, pero
nuestro
objetivo esTHE
claro:WORLD’S
ser su
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LASTING
TOOLS
TOTAL
ECONOMY
LEADING SUPPLIER OF TOOL
OMOTIVE A NEW WAY OF THINKING
CUSTOMER
BENEFITS
HIGH
PERFORMANCE
DUCTILITY
TOUGHNESS STRENGTH INNOVA
primer colaborador y suministrador de acero para utillajes.
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Estamos presentes en todos los continentes, lo que garantiza un mismo nivel de alta
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calidad a todos
nuestros usuarios
allí donde seLONG
encuentren.
Contamos también
con
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WORLDWIDE
PRESENCE
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RESULTS SOLVING PROBLE
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MACHINABILITY
TRUST
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SOMETHING
YOU
EARN,
EVERY
DAY
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nuestra propia subsidiaria Assab, y que representa a Uddeholm en varios lugares del
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mundo. Juntos afianzamos nuestra posición de liderazgo mundial en el suministro de
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material DAY
para utillajes.
todo el mundo,
ésta razón siempre
tendrá
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LEADING SUPPLIER OF TOOL
cerca a unHIGH
representante
de UddeholmDUCTILITY
o Assab en caso
de que necesiteSTRENGTH
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HIGH
PERFORMANCE
DUCTILITY
TOUGHNESS
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miento o ayuda.
Para nosotros
es una cuestión
de confianza,
tanto en nuestras
relaNOMY THE WORLD’S LEADING SUPPLIER OF TOOLING MATERIALS PARTNERSHIP HARDNESS WORLDWIDE PRESENCE LONG D
ciones a largo plazo como en el desarrollo de nuevos productos. La confianza es algo
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que se gana
día a día. LONG DURABILITY RELIABILITY RESULTS SOLVING PROBLEMS AUTOMOTIVE
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Para más información visite nuestra página www.uddeholm.com, o www.assab.com
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